Journal de génie électrique et de technologie électronique

Mise en vie d'une cellule biologique au micro-ondes - Caractérisation cellulaire non invasive sans marquage par spectroscopie d'impédance à large bande

James CM Hwang

Les micro-ondes ne sont pas seulement utilisées pour la cuisine, les voitures intelligentes ou les téléphones portables. Nous pouvons tirer parti du large spectre électromagnétique pour réaliser des choses merveilleuses qui sont plus vitales pour nos vies. Par exemple, l'ablation des tumeurs cancéreuses par micro-ondes est déjà largement utilisée et la surveillance à distance des signes vitaux par micro-ondes devient de plus en plus importante à mesure que la population vieillit. Cette conférence portera sur une utilisation biomédicale des micro-ondes au niveau de la cellule unique. À faible puissance, les micro-ondes peuvent facilement pénétrer une membrane cellulaire pour interroger ce qui se trouve à l'intérieur d'une cellule, sans la cuire ni la blesser. C'est actuellement le moyen le plus rapide, le plus compact et le moins coûteux de savoir si une cellule est vivante ou morte. D'autre part, à une puissance plus élevée mais à une fréquence plus basse, le signal électromagnétique peut interagir fortement avec la membrane cellulaire pour percer des trous temporaires de la taille du nanomètre. Les nanopores permettent aux médicaments de se diffuser dans la cellule et, en fonction de la réaction de la cellule, des médicaments individualisés peuvent être développés et le développement de médicaments peut être accéléré en général. Inversement, les nanopores permettent d'extraire des brins de molécules d'ADN de la cellule sans la tuer, ce qui peut accélérer le génie génétique. Enfin, en modifiant à la fois la puissance et la fréquence du signal, nous pouvons obtenir des effets de diélectrophorèse positifs ou négatifs, que nous avons utilisés pour contraindre une cellule vivante à se rendre sur la table d'examen du Dr Microwave, puis à la sortir après l'examen. Ces utilisations intéressantes des micro-ondes et les connaissances fondamentales qui en découlent sur les cellules biologiques seront explorées dans la conférence.